一种用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机

技术领域

本发明涉及隧道掘进施工技术领域，尤其涉及一种用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机。

背景技术

顶管机是隧道施工普遍采用的一种掘进机，在地下隧道施工过程中顶管机采用土压平衡模式开挖前方的土体时，顶管机前部装置所挖的渣土需通过螺旋输送机运送到外部。

当顶管机在掘进的过程，当遇到含水量低的黏土层时，渣土进入螺旋输送机后，流动性较低，容易在螺旋输送机中堵塞，影响顶管机的正常掘进，清除堵塞的渣土时间较长，将大大降低施工的进度。

在螺旋输送机堵塞之后，施工进度会因此被耽搁，因此在这种情况下，能够寻找到一种快速地预防螺旋输送机堵塞的方法将会很大程度地提高施工的效率，保证盾构掘进的可靠性、方便性及快捷性。

发明内容

本发明提供一种用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机，旨在解决顶管机因螺旋输送机发生堵塞而停止掘进问题。

为了实现上述目的，本发明提出一种用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机，包括：输送管，所述输送管内设有主轴和设于所述主轴上的螺旋桨，所述主轴上设有驱动其转动的电机，所述主轴上设有错开设置的多个输水孔部，所述输水孔部处对应设有可旋转刀具，所述主轴的侧部连接有外接高压水管，所述主轴与所述外接高压水管的连接处设有输水自动控制装置，所述外接高压水管与所述主轴垂直设置，所述可旋转刀具与所述输水自动控制装置电性连接。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机中，所述可旋转刀具包括设有开孔的安装部和设于所述安装部上的旋转刀片，所述安装部与所述输水孔部通过轴承转动连接，所述开孔与所述输水孔部同心设置，所述旋转刀片通过插销与所述安装部转动连接，所述安装部上设有用于放置所述旋转刀片的收缩槽。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机中，所述旋转刀片的数量为三个，相邻所述旋转刀片之间呈120°分布。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机中，三个所述旋转刀片在所述安装部上的位置呈阶梯式分布。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机中，所述主轴包括主轴外壁和主轴内壁，所述主轴外壁和主轴内壁之间设有中层空置区，所述中层空置区内的一侧设有磁力铜块，另一侧设有与所述磁力铜块相配合的中层旋转壁，所述磁力铜块用于控制所述中层旋转壁在所述中层空置区内滑动以打开或封堵所述输水孔部。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机中，所述中层旋转壁包括旋转部和固定部，所述旋转部远离所述磁力铜块的一端设有凹槽，所述固定部插入所述旋转部的凹槽内且通过第一弹簧与所述凹槽的底部连接，所述固定部尾部的两侧凸块通过第二弹簧与所述凹槽的两端口连接，所述磁力铜块控制所述旋转部在所述中层空置区内滑动。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机中，所述主轴上设有扭矩监测装置，所述扭矩监测装置与所述输水自动控制装置电性连接。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机中，所述螺旋桨上设有摩阻传感器。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机中，所述主轴与所述外接高压水管的连接处设有垫片。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机中，所述螺旋桨的螺旋桨片与所述输水孔部间隔设置。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果：本发明提供的用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机中设置自动化控制装置，在螺旋输送机内部可能发生堵塞之前启动可旋转刀具配合外接高压水管向输送机的主轴内通入高压水流疏松冲击渣土，可有效地预防螺旋输送机在工作过程中因为渣土运输发生的堵塞情况，从而保证施工的正常进行；一方面，可旋转刀具能够进行机械式疏松土料，另一方面，高压水流能通过在螺旋输送机主轴及在主轴壁上设置的输水孔部，进入预堵塞处，冲散预堵塞在顶管机螺旋输机内部的渣土，达到清除预堵塞渣土的目的，从而使螺旋输送机能够正常工作，以保证顶管机能够正常掘进施工，避免因为螺旋输送机的堵塞而延误施工，提高施工效率。

具体的本发明提供的用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机的工作原理是：当螺旋输送机正常工作时，可旋转刀具收缩，与其成为一体保证其螺旋输送机能够正常工作，此时对于开设的输水孔部，旋转中层旋转壁来封闭输水孔部和整个中层空置区，防止螺旋输送机中的渣土进行输水通道；当螺旋输送机发生预堵塞时，封堵输水孔部的中层旋转壁反向旋转打使输水孔部显露出来，开通高压水流，配合可以高速旋转的刀具以达到疏通螺旋输送机的目的，通过自动化控制装置，实现自动控制，操作简便，非常灵活。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机的外接水管整体示意图；

图2为本发明提供的用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机的内部主轴的结构示意图；

图3为本发明提供的用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机处于工作状态时的局部示意图；

图4为本发明提供的可旋转刀具的结构示意图；

图5为本发明提供的可旋转刀具的侧视结构示意图；

图6为本发明提供的用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机的主轴壁结构示意图；

图7为本发明提供的用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机的主轴剖面结构示意图；

图8为本发明提供的中层旋转壁的拆分结构示意图。

【附图标记说明】

1、输送管；2、主轴；3、螺旋桨；4、电机；5、输水孔部；6、可旋转刀具；60、安装部；61、旋转刀片；62、插销；63、收缩槽；7、外接高压水管；8、输水自动控制装置；9、主轴外壁；10、主轴内壁；11、中层空置区；12、磁力铜块；13、中层旋转壁；131、旋转部；132、固定部；133、第一弹簧；134、第二弹簧；14、扭矩监测装置；15、摩阻传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示诸如第一、第二、上、下、左、右、前、后……仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提供一种用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机，如图1-图3所示，其包括：输送管1，所述输送管1内设有主轴2和设于所述主轴2上的螺旋桨，所述主轴2上设有驱动其转动的电机4，所述主轴2上设有错开设置的多个输水孔部5，所述输水孔部5处对应设有可旋转刀具6，所述主轴2的侧部连接有外接高压水管7，外接高压水管7设置在侧面不影响主轴2工作，主轴2转动时也不会发生水管缠绕的现象，所述主轴2与所述外接高压水管7的连接处设有输水自动控制装置8，所述外接高压水管7与所述主轴2垂直设置，所述可旋转刀具6与所述输水自动控制装置8电性连接。本发明提供的用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机中设置自动化控制装置，在螺旋输送机内部可能发生堵塞之前启动可旋转刀具6配合外接高压水管7向输送机的主轴2内通入高压水流疏松冲击渣土，可有效地预防螺旋输送机在工作过程中因为渣土运输发生的堵塞情况，从而保证施工的正常进行；一方面，可旋转刀具6能够进行机械式疏松土料，另一方面，高压水流能通过在螺旋输送机主轴2及在主轴2壁上设置的输水孔部5，进入预堵塞处，冲散预堵塞在顶管机螺旋输机内部的渣土，达到清除预堵塞渣土的目的，从而使螺旋输送机能够正常工作，以保证顶管机能够正常掘进施工，避免因为螺旋输送机的堵塞而延误施工，提高施工效率。水流通过外接高压水管7进入主轴2内部，然后通过设置在主轴2壁上的输水孔部5进入螺旋输送机的主轴2外部运土处，利用高压水流冲散预堵塞的渣土，进而使其能够正常工作。

进一步的，如图4和图5所示，在本发明提供的用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机中，所述可旋转刀具6包括设有开孔的安装部60和设于所述安装部60上的旋转刀片61，所述安装部60与所述输水孔部5通过轴承转动连接，从而使得可旋转刀具6能够旋转，所述开孔与所述输水孔部5同心设置，所述旋转刀片61通过插销62与所述安装部60转动连接，所述安装部60上设有用于放置所述旋转刀片61的收缩槽63。该装置与输水孔部5为同心设置，分布在输水孔部5外径的一定范围内，当螺旋输送机正常工作时，可旋转刀具6处于收缩状态，收缩至安装部60内，当需要工作时，启动输水自动控制装置8开关，使其能够从螺旋主轴2内部凸显出来，并将其内部隐藏的旋转刀片61打开，进行转动，开始高速旋转疏松渣土，与此同时，高压水流通过输水孔部5冲击预堵塞位置的渣土，在可旋转刀具6机械式疏松和高压水流的配合下，渣土被冲散运到外面，起到防堵塞的作用。

优选的，所述旋转刀片61的数量为三个，相邻所述旋转刀片61之间呈120°分布；三个所述旋转刀片61在所述安装部60上的位置呈阶梯式分布；以使得周围渣土更好地受力，三处刀片在刀具所处的竖向位置不同，这样方便更好地切割疏松局部区域的渣土。当需要启用和收缩旋转刀片61的时候，该插销62进行工作，满足旋转刀片61的需求，使其从的收缩槽63伸出来，或者缩进去。不需要启动该装置的时候，旋转刀片61收入收缩槽63内，该旋转刀具形成一个圆滑的圆柱体，保证螺旋输送机正常工作。此处所采用的高压水流溶解有发泡剂，与土料相遇之后，可使土料蓬松，在高压水流的冲击下能够被冲散，进而能够通过螺旋输送机运送到外部。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机中，所述主轴2包括主轴外壁9和主轴内壁10，所述主轴外壁9和主轴内壁10之间设有中层空置区11，所述中层空置区11内的一侧设有磁力铜块12，另一侧设有与所述磁力铜块12相配合的中层旋转壁13，所述磁力铜块12用于控制所述中层旋转壁13在所述中层空置区11内滑动以打开或封堵所述输水孔部5。另外，可设置多个中层空置区11。

进一步的，如图8所示，所述中层旋转壁13包括旋转部131和固定部132，所述旋转部131远离所述磁力铜块12的一端设有凹槽，所述固定部132插入所述旋转部131的凹槽内且通过第一弹簧133与所述凹槽的底部连接，所述固定部132尾部的两侧凸块通过第二弹簧134与所述凹槽的两端口连接，所述磁力铜块12控制所述旋转部131在所述中层空置区11内滑动。当需要封闭输水孔部5的时候，旋转部131在磁力的作用下旋转至封闭输水孔部5处，当不需要封闭输水孔部5的时候磁力消失，旋转部131在第一弹簧133和第二弹簧134的拉力作用下回到原处，与固定部132结合成一个整体。

如图6和图7所示，该中层空置区11内的中层旋转壁13的工作原理是：当螺旋输送机处于正常工作状态不堵塞时，本发明的螺旋输送机壁上的输水孔部5被中层旋转壁13封闭，使整个螺旋输送机的螺旋主轴2壁处于封闭状态，以防止螺旋输送机所输送的渣土，通过设置在螺旋输送机主轴2上的输水孔部5进入螺旋输送机主轴2内部的输水通道，造成输水通道堵塞，以免影响使用，此时会对磁力铜块12通电使其具有强力磁性，吸引对侧的中层旋转壁13旋转，中层旋转壁13从输水孔部5的一侧逐渐旋转直到封闭输水孔部5并且使整个机壁封闭。当需要启用该装置时，会对磁力铜块12断电，磁力消失，该中层旋转壁13由输水孔部5处旋转到原处，使输水孔部5显露出来，使整个装置能够正常工作。

进一步的，在本发明提供的用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机中，所述主轴2上设有扭矩监测装置14，所述扭矩监测装置14与所述输水自动控制装置8电性连接。该装置可对螺旋输送机螺旋主轴2的扭矩进行监测，当检测到扭矩增大到一定程度的时候，会将信号反馈给螺旋输送机内部输水自动控制装置8，输水自动控制装置8再进行下一步的操作。采用扭矩监测装置14监测螺旋输送机内部主轴2的扭矩，当扭矩监测装置14感受到主轴2的扭矩降低到一定水平时会预判螺旋输送机内部可能会发生堵塞，此时即开启可旋转刀具6以及高压水流开关，对预堵塞的土方采用旋转刀片61进行切割疏松并配合高压水流进行冲击，从而使预堵塞在螺旋输送机当中的土方被冲散，进而能够通过螺旋输送机被输送到外部。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机中，所述螺旋桨上设有摩阻传感器15。在螺旋桨3片上设置摩阻传感器15，摩阻传感器15可感知不同位置处的螺旋桨3片的摩擦阻力，当感知到所在螺旋桨3片的摩擦阻力增大时，将信号反馈给内部输水自动控制装置8，该输水自动控制装置8把摩擦阻力增大处的输水孔部5打开，冲击该处预堵塞的土料，使其发泡性增大，内部摩擦力减小，从而被运送到外部。

更进一步的，所述主轴2与所述外接高压水管7的连接处设有垫片，防止发生漏水的情况，采用螺栓进行固定连接外接高压水管7与主轴2内部的输水管。

在本发明提供的用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机中，所述螺旋桨的螺旋桨片与所述输水孔部5间隔设置。通过在主轴2上设置一系列输水孔部5，通过设置一系列输水孔部5为了使进入螺旋输送机螺旋主轴2内部输水通道内的水能够通过输水孔部5进入螺旋输送机螺旋主轴2的外部，从而能够冲击预堵塞处的渣土。多个输水孔部5沿着一定距离均匀分布，并且呈现出不同的角度范围，错开设置，为了能够使螺旋输送机螺旋主轴2内部输水通道内的高压水通过各个位置上的输水孔部5进入到不同的预堵塞位置，再配合输水孔部5处的可旋转刀具6从而能快速地实现疏通螺旋输送中渣土预堵塞的地方。

具体的本发明提供的用于联络通道顶管机中防堵塞螺旋输送机的工作原理是：当螺旋输送机正常工作时，可旋转刀具6收缩，与其成为一体保证其螺旋输送机能够正常工作，此时对于开设的输水孔部5，旋转中层旋转壁13来封闭输水孔部5和整个中层空置区11，防止螺旋输送机中的渣土进行输水通道；当螺旋输送机发生预堵塞时，封堵输水孔部5的中层旋转壁13反向旋转打使输水孔部5显露出来，开通高压水流，配合可以高速旋转的刀具以达到疏通螺旋输送机的目的，通过自动化控制装置，实现自动控制，操作简便，非常灵活。

需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。